基于J2EE的教學(xué)信息數(shù)字平臺設(shè)計

李艷紅，劉一鷗

（西安外事學(xué)院 陜西 西安 710077）

教育技術(shù)作為教育學(xué)的一種技術(shù)手段與教育史有著相同的歷史，伴隨著社會的發(fā)展，學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容不斷增大，學(xué)習(xí)者接受的信心也越來越多，教師所需要掌握的信息量也越來越多，不僅是學(xué)生還是教師都面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，因此需要廣泛而深入的教學(xué)技術(shù)將教學(xué)信息技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)的各個領(lǐng)域，推進(jìn)教學(xué)信息化平臺的建設(shè)，教學(xué)信息化平臺的建設(shè)是一個龐大的系統(tǒng)，涉及到學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)資源開發(fā)、設(shè)計、使用、管理等多個層面，因此要求具有專業(yè)的開發(fā)程序進(jìn)行教學(xué)信息數(shù)字平臺的 設(shè) 計 和 開 發(fā)[1－3]。

論文采用基于J2EE框架結(jié)構(gòu)的教學(xué)信息平臺設(shè)計方案，本框架平臺結(jié)構(gòu)具有通用性、兼容性、可操作行等特點[4－6]，本文所開發(fā)的教學(xué)信息數(shù)字化平臺采用 B/S模式，用戶僅需要通過瀏覽器就行可以進(jìn)行教學(xué)及學(xué)習(xí)等工作，操作方便。同時本系統(tǒng)開發(fā)的教學(xué)信息數(shù)字化平臺具有管理員、教師、學(xué)生3種登錄模式，同時還包含了教學(xué)管理、教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)等多種功能，所設(shè)計開發(fā)的數(shù)字化平臺具有較強(qiáng)的實用性，為現(xiàn)代數(shù)字化教學(xué)提供了先進(jìn)的技術(shù)手段。

1 技術(shù)背景

J2EE （Java 2 Platform Enterprise Edition）體系結(jié)構(gòu)是在1999年SUN公司推出的一項企業(yè)計算平臺規(guī)范。在該規(guī)范中定義了平臺的角色、組件模塊和標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)等規(guī)范。J2EE多層體系結(jié)構(gòu)，其體系一般由客戶層、Web層、業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)庫層構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)，并且，其中的客戶層和Web層又稱之為表現(xiàn)層。

表現(xiàn)層中主要包括客戶層和Web層，主要采用了JSP、Servlet、JavaBean技術(shù)。其中JSP是由SUN公司倡導(dǎo)的，多公司共通過參與組建的一種動態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)，其在傳統(tǒng)的Html網(wǎng)頁中加入了Java程序片段和JSP標(biāo)記的一種網(wǎng)頁編輯形式；Servlet是采用Java計算編寫的服務(wù)器端的程序，其可以動態(tài)擴(kuò)展Web服務(wù)器的功能同時還采用了請求—響應(yīng)模式提供Web服務(wù)，Servlet的主要功能體現(xiàn)于交互式的瀏覽和修改相關(guān)資料，進(jìn)而生成動態(tài)Web的內(nèi)容；JavaBean則為進(jìn)入因特網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)以及萬維網(wǎng)上進(jìn)行的分布式的計算機(jī)的組件上的入口，其體系結(jié)構(gòu)主要是基于組件的標(biāo)準(zhǔn)模式，Java可通過JavaBeans進(jìn)行程序的擴(kuò)展，在JSP程序中JavaBeans經(jīng)常用來分裝事務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)庫操作等。

業(yè)務(wù)邏輯層：主要用來進(jìn)行對業(yè)務(wù)邏輯的處理，同時邏輯層又為底層業(yè)務(wù)服務(wù)組件提供了必要的接口，業(yè)務(wù)層的組件通常實現(xiàn)為運行在EJB容器里的EJB組件。EJB組件流程為從客戶端出進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到信息系統(tǒng)層存儲。EJB還定義了如何編寫服務(wù)器端組件，為服務(wù)器端組件和同時管理這些組件的應(yīng)用服務(wù)器之間提供了標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議。一般來說一個可以部署的EJB組件主要由以下3個部分構(gòu)成：Romote接口、Home接口和Enterprise Beans類。

數(shù)據(jù)層：為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，該數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)存儲著整個系統(tǒng)所需要的相關(guān)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫形式上具有多樣性，因此J2EE為了可以讓邏輯層能夠更好的訪問各個數(shù)據(jù)庫，其提供了一種JDBC接口。JDBC為Java程序員提供了一個標(biāo)準(zhǔn)API用來訪問關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，程序員通過JDBC可以采用靈活的編程方式進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)操作，同時在數(shù)據(jù)操作過程中，客戶端可以通過執(zhí)行JDBC所帶的驅(qū)動程序的標(biāo)準(zhǔn)API，再通過該API訪問相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。由于JDBC是在Java基礎(chǔ)之上建立起來的，因此還提供了數(shù)據(jù)庫存儲平臺的獨立性。

2 系統(tǒng)設(shè)計

伴隨著現(xiàn)代計算機(jī)的發(fā)展，基于數(shù)字技術(shù)的教學(xué)信息平臺得到大力的發(fā)展，本教學(xué)信息數(shù)字平臺的設(shè)計需要不受時間、地點的限制，消除傳統(tǒng)教學(xué)方式，學(xué)生了是隨時隨地上網(wǎng)學(xué)習(xí)，集中最優(yōu)秀的師資力量和最好的課堂資源、使學(xué)生更有針對性的進(jìn)行學(xué)習(xí)，采用計算機(jī)數(shù)字教學(xué)管理平臺可以將網(wǎng)絡(luò)資源、多媒體資源、課件資源、師生互動集合為一體，使得學(xué)習(xí)內(nèi)容更為豐富。該設(shè)計平臺需要滿足交互式模式，在集合教育行業(yè)的需求特征，用戶可以通過注冊用戶進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，根據(jù)用戶的基本特征（年級、學(xué)科等）進(jìn)行教學(xué)信息的詳細(xì)劃分，不同用戶可以選擇自己的客戶類型，信息平臺可進(jìn)行用戶管理、教學(xué)資源管理、文件傳遞、共享以及教學(xué)互動，在線答疑等功能。系統(tǒng)數(shù)據(jù)流分析如下。

2.1 系統(tǒng)管理層數(shù)據(jù)流

系統(tǒng)管理層數(shù)據(jù)流如圖1所示，管理員主要進(jìn)行整個教學(xué)信息的管理功能，可以通過登錄系統(tǒng)調(diào)查審閱信息記錄和日志文件，管理員可以通過授權(quán)形式給與教師和學(xué)生進(jìn)行授權(quán)，進(jìn)而完成相關(guān)功能的設(shè)置和維護(hù)。

其主要功能如下：

機(jī)構(gòu)管理：用戶所述的機(jī)構(gòu)為一個動態(tài)的樹形結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)可進(jìn)行機(jī)構(gòu)的添加、修改和刪除功能。

人員管理：人員管理模塊可以進(jìn)行管理員、教師、學(xué)生等人員的添加、修改和刪除。

信息管理模塊：該模塊可以進(jìn)行系統(tǒng)的公告通知和維護(hù)，在該模塊中可以法進(jìn)行公告通知和發(fā)布信息功能，可進(jìn)行上傳相關(guān)文件和表格等功能。

任務(wù)管理模塊：管理員可以通過該模塊進(jìn)行不同年級、班級的學(xué)生名單錄入功能，并按照任課教師情況進(jìn)行教師分配。

圖1 管理層數(shù)據(jù)流Fig.1 The management data flow

成績統(tǒng)計：可按照不同年級、班級的學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的成績分布情況統(tǒng)計。

日志查看：通過賬號登錄，管理員可以在系統(tǒng)中查詢到不同的登錄信息，包括登錄地址、賬號、時間和生成日志文件等。

2.2 流程管理層數(shù)據(jù)流

在流程管理層數(shù)據(jù)流中，老師和學(xué)生可以看作成用戶，進(jìn)入系統(tǒng)之后，登陸過的相關(guān)信息可以保存到指定的相關(guān)日志文件，賬號經(jīng)過處理后返回指定的權(quán)限信息，根據(jù)權(quán)限信息，老師和學(xué)生可進(jìn)行自己的相應(yīng)工作。系統(tǒng)在初始過程中任務(wù)僅來源于管理員所創(chuàng)建的任務(wù)表格，只包含相關(guān)教師和學(xué)生的個人信息。在不同任務(wù)執(zhí)行結(jié)束之后，系統(tǒng)可以進(jìn)行任務(wù)查詢，以方便查詢自己所參與的任務(wù)進(jìn)展情況。

2.3 普通用戶層數(shù)據(jù)流

普通用戶數(shù)據(jù)流中用戶不需要登錄系統(tǒng)，與日志文件不會發(fā)生關(guān)系，普通用戶層基本功能為：瀏覽公告通知：通過公告通瀏覽和查詢標(biāo)題公告通知；檢索查詢信息：通過標(biāo)題、學(xué)號等相關(guān)信息進(jìn)行檢索和下載相關(guān)信息內(nèi)容。

2.4 其他相關(guān)功能

對于所有用戶，可進(jìn)入系統(tǒng)的主頁面，主頁面包括系統(tǒng)的消息通知，信息檢索接口和校園網(wǎng)站鏈接接口，校園網(wǎng)站可方便師生瀏覽和查詢學(xué)校的相關(guān)信息。因此，一方面有助于學(xué)校的管理，另一方面可以進(jìn)行管理信息的查詢，并在最短時間內(nèi)公布學(xué)校的相關(guān)信息，便于師生查詢了解。

對于所需要登錄的用戶：教學(xué)信息數(shù)字管理平臺可提供個人信息查詢、修改和退出系統(tǒng)等功能；對于高級管理人員：由于新學(xué)生數(shù)據(jù)量大，因此需要提供人員的相關(guān)信息的批量導(dǎo)入工具，對于其中的學(xué)生個人的基本信息，采用該批量導(dǎo)入工具可以實現(xiàn)回溯建立數(shù)據(jù)庫工作，以確保數(shù)據(jù)庫內(nèi)容可以檢索和利用，進(jìn)而實現(xiàn)教學(xué)信息數(shù)字管理平臺的重大作用。

3 系統(tǒng)整體的設(shè)計及開發(fā)構(gòu)架

圖2為教學(xué)信息數(shù)字管理平臺的整體流程，該信息平臺對于一個學(xué)校來中的參與者、業(yè)務(wù)規(guī)則和環(huán)節(jié)動作相對固定，用戶在瀏覽器中輸入首頁的地址可打開系統(tǒng)的首頁。普通用戶則可按照自己的需求查看相應(yīng)的公告信息，打開其他的網(wǎng)站鏈接這可對應(yīng)相關(guān)的通告查詢模塊，管理人員可以通過用戶名和密碼進(jìn)行系統(tǒng)登錄，登錄系統(tǒng)后可以直接跳轉(zhuǎn)到后臺的管理界面，系統(tǒng)也可以通過相應(yīng)的賬戶判別用戶的身份，根據(jù)系統(tǒng)的身份決定該用戶是否允許操作相關(guān)模塊。按照功能模塊設(shè)計、管理員反復(fù)執(zhí)行人員管理、機(jī)構(gòu)管理、信息管理、任務(wù)管理等工作直至任務(wù)完成，當(dāng)確定任務(wù)完成之后，可關(guān)閉瀏覽器后退出系統(tǒng)。

圖2 系統(tǒng)的整體流程Fig.2 The whole process in system

本教學(xué)信息數(shù)字管理平臺適用于創(chuàng)建服務(wù)器應(yīng)用程序和服務(wù) 的Java2平臺的企業(yè)版本 （Java 2 Platform Enterprise Edition，簡稱J2EE），J2EE開發(fā)遵循三層架構(gòu)。

數(shù)據(jù)訪問層：該層的作用主要是連接數(shù)據(jù)庫和操作數(shù)據(jù)，其中JDBC是J2EE應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)訪問模型，該模型能夠訪問關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，因此可以使用數(shù)據(jù)供應(yīng)器和數(shù)據(jù)集兩類組件實現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問和操作的分離；

業(yè)務(wù)中間層：該業(yè)務(wù)中間層技術(shù)采用Spring Framework框架，采用該框架可以介入應(yīng)處理業(yè)務(wù)，其中.jsp訪問J2EE的Web頁面文件和程序的處理頁面。

應(yīng)用層：根據(jù)該教學(xué)信息數(shù)字管理平臺的設(shè)計，可生成不同模塊的用戶界面，并提供相關(guān)豐富的應(yīng)用操作，同時分層的主要目的是將前端的界面設(shè)計和后端的數(shù)據(jù)操作進(jìn)行分開，該方法可以使得代碼的的維護(hù)和多人協(xié)調(diào)的開發(fā)更為方便，可有效降低層與層之間的依賴，便于各個層的邏輯的復(fù)用和開發(fā)工作標(biāo)準(zhǔn)化。

數(shù)據(jù)訪問層的關(guān)鍵部分代碼如下：

數(shù)據(jù)庫操作：OCFA_DBServiceLibraryDBService Common.java 文件主要包含 3 個函數(shù)：OpenSql、ExecSQL、Exec Procedure，作用分別是：執(zhí)行SELECT語句打開表并返回記錄集、執(zhí)行SQL語句、執(zhí)行存儲過程。這3個函數(shù)囊括了本平臺的數(shù)據(jù)庫的所有操作。以下是ExecSQL函數(shù)的主要代碼：

業(yè)務(wù)中間層的核心基類代碼在classData文件夾下的這3 個頁面文件中：BasePage.java、BasePageGrid.java、Base Page Tree.java。BasePage是根類，BasePageGrid和 BasePageTree均繼承自BasePage。BasePageGrid主要用來處理普通的二維表。BasePageTree主要用來處理樹狀結(jié)構(gòu)表。應(yīng)用接入為JDBCData文件夾下的所有.java文件，其中相關(guān)代碼基本相同，同時都包含有一行關(guān)鍵的代碼＜%=JSON%＞，該代碼為前端EXT與后端Java所寫的業(yè)務(wù)邏輯之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的核心環(huán)節(jié)。

應(yīng)用層為jdbcJSForm中存放的是用 Eclipse編寫的生成前臺 EXT頁面的 JS文件，例如 Role.js，其主要功能是修改賬戶的口令。

4 結(jié) 論

文中設(shè)計開發(fā)了一種基于J2EE框架的教學(xué)信息數(shù)字信息平臺，系統(tǒng)可以對教學(xué)信息進(jìn)行高效管理，可對學(xué)校的傳統(tǒng)管理方式進(jìn)行取代，實現(xiàn)日管理信息化和網(wǎng)絡(luò)化，且該開發(fā)平臺在基于J2EE框架的基礎(chǔ)上通過B/S框架進(jìn)行訪問，提供了豐富和友好用戶界面，實現(xiàn)了良好的用戶體現(xiàn)。

[1]彭紅，黃杰，陳志浩，等.高校教師教學(xué)信息管理系統(tǒng)的研究[J].湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2006（2）:79－82.PENG Hong，HU ANG-jie，CHEN Zhi-hao，et al.Research on college teaching information management system[J].Journal of Hubei University of Technology，2006（2）:79－82.

[2]楊艷平，楊中秋.對高等學(xué)校實驗教學(xué)信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用與探討[J].高校實驗室工作研究，2006（4）:45－48.YANG Yan-ping，YANG Zhong-qiu.The application and research on teaching information management system of colleges and universities[J].Laboratory Research of Colleges and Universities，2006（4）:45－48.

[3]楊永躍.學(xué)校教學(xué)信息管理系統(tǒng)研究與實踐[J].重慶師范學(xué)院學(xué)報:自然科學(xué)版，1999，S1:129－132.YANG Yong-yue.Studying and practicing of the aministraitonal system of school teaching information[J].Journal of Chongqing Teachers College:Natural Science Edition，1999（S1）:129－132.

[4]張亞昕.基于J2EE網(wǎng)上考試系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].電子設(shè)計工程，2013（3）:40－42.ZhANG Ya-xin.Based on J2EE online examination system design and implementation[J].Electronic Design Engineering，2013（3）:40－42.

[5]張杰，呂紅，周立軍，等.基于J2EE架構(gòu)的實驗教學(xué)與評估系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用[J].電子設(shè)計工程，2013（10）:24－27.ZHANG Jie，LV Hong，ZHOU Li-jun，et al.Construction and application of experimental teaching and assessment system based on J2EE architecture[J].Electronic Design Engineering，2013（10）:24－27.

[6]楊靜，張莉君.基于J2EE多層架構(gòu)的特種設(shè)備技術(shù)服務(wù)信息管理系統(tǒng)設(shè)計[J].電子設(shè)計工程，2014（10）:131－133.YANG Jing，ZHANG Li-jun.The design of special equipment technical service system based on J2EE multi-architecture[J].Electronic Design Engineering，2014（10）:131－133.